barre en Z

Une barre en Z est un élément de charpente métallique dont la section transversale a la forme de la lettre Z : deux ailes parallèles reliées par une âme inclinée, généralement à 90 degrés. Les ailes se projettent dans des directions opposées à partir de l'âme, créant une forme qui résiste à la flexion dans les plans horizontal et vertical. Les barres en Z sont laminées à chaud ou formées à froid à partir d'acier doux et sont disponibles dans des profondeurs standard allant de 2 pouces à 12 pouces, avec des largeurs d'aile et des épaisseurs d'âme variant selon la nuance et les spécifications du fabricant.

La configuration en Z rend ces barres efficaces pour les pannes dans les charpentes métalliques, où elles s'étendent entre les chevrons ou les poteaux et supportent les charges de toiture ou de panneaux muraux. Étant donné que les ailes s'étendent vers l'extérieur sur des côtés opposés, une seule barre en Z peut supporter un revêtement ou un platelage fixé à l'une ou l'autre aile sans nécessiter de structure de support supplémentaire. Elles sont également utilisées comme lisses, comme cornières de raidissement dans les poutres à âme pleine et comme éléments de contreventement dans les structures industrielles où l'espace est restreint et où l'efficacité des matériaux est importante.

Variantes et installation

Les barres en Z se distinguent par leur profondeur nominale (par exemple, Z4x4, Z6x4, Z8x6) et peuvent être formées à froid ou laminées à chaud. Les profilés en Z formés à froid offrent des tolérances plus serrées et sont plus légers, mais coûtent plus cher par livre. Les versions laminées à chaud sont plus lourdes et moins précises, mais moins chères et adaptées aux travaux de structure généraux. L'installation implique le boulonnage ou le soudage aux points de support ; les trous de boulons sont généralement percés ou poinçonnés pendant la fabrication. L'orientation des ailes doit correspondre à l'intention de conception, car inverser une barre en Z inverse la répartition des charges et peut provoquer une défaillance si les chemins de charge ne sont pas recalculés.

Les défaillances courantes se produisent lorsque les concepteurs sous-estiment le flambement par torsion latérale dans les longues portées légèrement chargées, ou lorsque les barres en Z sont involontairement épissées avec une orientation inversée. La corrosion est une autre préoccupation dans les environnements côtiers ou humides ; les barres en Z en acier non revêtues rouilleront si elles ne sont pas peintes ou galvanisées. La section ouverte retient également l'eau et les débris, créant des poches pour une corrosion accélérée si les trous de drainage ne sont pas prévus ou entretenus.

La forme en Z doit son nom à son profil visuel et est un pilier de l'ossature en acier depuis le début du 20e siècle. Elle occupe un juste milieu entre le profilé en C (qui n'a des ailes que d'un seul côté) et la poutre en H (qui est plus lourde et plus rigide mais plus chère). Pour les bâtiments agricoles, les structures métalliques préfabriquées et les hangars industriels légers, la barre en Z reste un choix rentable lorsque la portée et la charge sont modérées.